Hårda och nötningsbeständiga material

Vi har en stor aktivitet på tunnfilmsyntes på hårda och nötningsbeständiga beläggningar med både lösningskemi och ångdeponeringsmetoder såsom kemisk ångdeposition (CVD) och magnetronförstoftning. Ett viktigt mål med forskningen är att kontrollera fassammansättningen och mikrostrukturen i våra material och fastställa sambandet mellan mikrostruktur och egenskaper. Vi studerar för närvarande ett brett utbud av nya typer av material som borider, karbider, nitrider och oxider för olika applikationer.

Multifunktionella hårda beläggningar tillverkade av Chemical Vapor Deposition

Detta projekt involverar branschen och målet är att undersöka nya syntesvägar till nästa generations hårda beläggningar. Sammanfattningsvis är målet med CVD 2.0 att göra:

  • Nya beläggningsmaterial för bättre prestanda i tuffa miljöer.
  • Nya multifunktionella beläggningsarkitekturer, bortom flerlager.
  • Konstruktion av beläggningsspänning i CVD-beläggningar som för närvarande är draghållfast.

För att möta dessa utmaningar har vi startat ett tvärvetenskapligt syntesprogram som är en blandning av teori, experiment och avancerad karakterisering, dvs. vi har kombinerat experimentella och teoretiska kompetenser från kemi (Uppsala universitet), fysik (Chalmers) och teknik (KTH), till bilda ett forskargrupp med mycket lång erfarenhet av tunnfilmforskning inom CVD. CVD 2.0 finansieras delvis av SSF (RMA15-0048).

För mer information kontakta Prof. Mats Boman och Prof. Gunnar Westin (angående föregångardesign)

Magnetronförstoftning av legeringar med hög entropi och andra multikomponentmaterial

Material med hög entropi är en ny grupp av föreningar med minst 5 olika element. Det antas att fasta lösningar av dessa element kan stabiliseras genom en hög blandningsentropi. Emellertid är kinetiska effekter förmodligen viktigare för att undvika bildandet av intermetalliska faser och termen multikomponentmaterial används därför i många fall. Denna typ av fasta lösningar kan uppvisa unika egenskaper inklusive mycket hög hårdhet och seghet samt hög korrosionsbeständighet.

Vi studerar för närvarande tunna filmer med flera högentropi-legerings-, karbid- och nitridsystem, huvudsakligen baserade på eldfasta övergångsmetaller. Vårt intresse är både tillämpat och grundläggande: allt från elektronisk struktur och limning, via fasbildning, till funktionella egenskaper.

Kontaktpersoner: Prof. Ulf Jansson and Ass. Prof. Erik Lewin

Tuffa optiska beläggningar

Många traditionella beläggningar med optisk funktion är känsliga för den miljö där de används, där de kan utsättas för mekaniskt slitage, värme eller oxidation. Optiska beläggningar baserade på nitrider erbjuder material som är tuffare och tål tuffare miljöer. Vid oorganisk kemi arbetar vi för närvarande med resarch i två grupper av sådana material:

Högentropi eller multikomponentnitrider baserade på övergångsmetaller kan erbjuda eldfasta nitridmaterial med reflekterande och plasmoniska egenskaper och hög mekanisk hållfasthet.

AlN-baserade beläggningar, kan erbjuda transparenta eller selektivt absorberande material med hög mekanisk styrka uppnådd genom eldfast kovalent nitridfas (er) och en nanokompositmikrostruktur.

Kontaktperson: Ass. Prof. Erik Lewin

Senast uppdaterad: 2021-05-31